求解电路RC时间常数
电路的RC时间常数(τ)是由电容器的电容和电阻器的电阻值决定的。在一个电路中,电容器和电阻器的组合可以形成一个RC电路,其中R是电阻器的电阻值(单位为欧姆),C是电容器的电容值(单位为法拉)。
rc电路周期公式_rc电路时间计算公式
rc电路周期公式_rc电路时间计算公式
RC时间常数的公式为:
τ = R × C
其中,τ表示RC电路的时间常数,R表示电阻器的电阻值,C表示电容器的电容值。
在一个电路中,当一个电容器充电或放电时,其电荷量随时间变化的速率与电容器的电容值和电阻器的电阻值成比例,即与RC时间常数成正比。因此,RC时间常数通常用于描述电容器充电或放电的速率和电路的时间响应特性。
需要注意的是,RC时间常数的单位是秒,如果电阻值和电容值的单位不同,需要进行转换,使其都为标准单位(欧姆和法拉)。
rc充放电时间计算公式
“RC充放电时间计算公式是由电容、电阻和时间的关系推导出来的。公式表达为:T=RC,其中T为RC电路的充放电时间,R为电阻,C为电容。也就是说,充放电时间等于电阻乘以电容的乘积。”
R是Resistor(电阻),C是Capacitor(电容),把它们连在一起就是一个最简单的RC电路,这个简单的电路有很多奇妙之处,我们来探索一二。在上面的图形中y轴是电容电压V_C,x轴是时间t,那x轴上标的希腊字母τ,2τ...和与之对应的y轴上标的63.2%,86.5%。
实际上τ=RC,它是电阻的阻值R和电容的容值C的乘积,在这个公式里R是电阻值,单位取欧姆,C是电容值,单位取法拉,τ被称为RC时间常数,单位取秒。
电源通过电阻给电容充电,由于一开始电容两端的电压为0,所以电压的电压都在电阻上。这时电流大,充电速度快。随着电容两端电压的上升,电阻两端的电压下降,电流也随之减小,充电速度变小。充电的速度与电阻和电容的大小有关。电阻R越大,充电越慢,电容C越大,充电越慢。衡量充电速度的常数t(tao)=RC。电容C通过电阻R放电,由于电容刚开始放电时电压为E,放电电流I=E/R,该电流很大,所以放电速度很快。
关于RC电路延时时间计算
这两个值的RC常数是47x10^3x4.7x10^-6=0.22秒,
延时时间应该是所需的电容电压位经电阻充电(由近零开始)或放电(近满充)的时间,
知道RC常数,和所要求的电容电压位就可以用程式
放电:V = V0 e^ –t/RC或充电:V = V0(1- e^ –t/RC) 计算,V=所需的电压位,V=原来电压位。
RC延时电路计算
想说什么?
rc延时电路
计算公式:
延时时间
t=
-rcln((e-v)/e)
式中,
“-”是负号;
电阻r和电容c是串联,r的单位为欧姆,c的单位为f;
e为输入电压,v为电容两端充电要达到的电压。ln是以e为底的自然对数,在excel系统中有函数,计算非常方便。
例:
r=150k,c=1000uf,输入电压为12v,求当电容c两极的电压达到3伏时的时间:
t=
-(1501000)(1000/1000000)ln((12-3)/12)=43(秒)
电容充放电时间方法怎么计算?
1、L、C元件称为“惯性元件”,即电感中的电流、电容器两端的电压,都有一定的“电惯性”,不能突然变化
充放电时间,不光与L、C的容量有关,还与充/放电电路中的电阻R有关
“1UF电容它的充放电时间是多长?”,不讲电阻,就不能回答
RC电路的时间常数:τ=RC充电时,uc=U×[1-e(-t/τ)]U是电源电压放电时,uc=Uo×e(-t/τ)Uo是放电前电容上电压RL电路的时间常数:τ=L/RLC电路接直流,i=Io[1-e(-t/τ)]Io是最终稳定电流LC电路的短路,i=Io×e(-t/τ)]Io是短路前L中电流2、设V0为电容上的初始电压值;V1为电容最终可充到或放到的电压值;Vt为t时刻电容上的电压值
则:Vt=V0+(V1-V0)×[1-e(-t/RC)]或t=RC×Ln[(V1-V0)/(V1-Vt)]例如,电压为E的电池通过R向初值为0的电容C充电,V0=0,V1=E,故充到t时刻电容上的电压为:Vt=E×[1-e(-t/RC)]再如,初始电压为E的电容C通过R放电,V0=E,V1=0,故放到t时刻电容上的电压为:Vt=E×e(-t/RC)又如,初值为1/3Vcc的电容C通过R充电,充电终值为Vcc,问充到2/3Vcc需要的时间是多少?V0=Vcc/3,V1=Vcc,Vt=2Vcc/3,故t=RC×Ln[(1-1/3)/(1-2/3)]=RC×Ln2=0.693RC注:Ln()是e为底的对数函数3、提供一个恒流充放电的常用公式:⊿Vc=I⊿t/C.再提供一个电容充电的常用公式:Vc=E(1-e(-t/RC))
RC电路充电公式Vc=E(1-e(-t/RC))
关于用于延时的电容用怎么样的电容比较好,不能一概而论,具体情况具体分析
实际电容附加有并联绝缘电阻,串联引线电感和引线电阻
还有更复杂的模式--引起吸附效应等等
供参考
E是一个电压源的幅度,通过一个开关的闭合,形成一个阶跃信号并通过电阻R对电容C进行充电
E也可以是一个幅度从0V低电平变化到高电平幅度的连续脉冲信号的高电平幅度
电容两端电压Vc随时间的变化规律为充电公式Vc=E(1-e(-t/RC))
式中的t是时间变量,小e是自然指数项
举例来说:当t=0时,e的0次方为1,算出Vc等于0V
符合电容两端电压不能突变的规律,对于恒流充放电的常用公式:⊿Vc=I⊿t/C,其出自公式:Vc=Q/C=It/C
举例来说:设C=1000uF,I为1A电流幅度的恒流源(即:其输出幅度不随输出电压变化)给电容充电或放电,根据公式可看出,电容电压随时间线性增加或减少,很多三角波或锯齿波就是这样产生的
根据所设数值与公式可以算出,电容电压的变化速率为1V/mS
这表示可以用5mS的时间获得5V的电容电压变化;换句话说,已知Vc变化了2V,可推算出,经历了2mS的时间历程
当然在这个关系式中的C和I也都可以是变量或参考量
详细情况可参考相关的教材看看
供参考
4、首先设电容器极板在t时刻的电荷量为q,极板间的电压为u.,根据回路电压方程可得:U-u=IR(I表示电流),又因为u=q/C,I=dq/dt(这儿的d表示微分哦),代入后得到:U-q/C=Rdq/dt,也就是Rdq/(U-q/C)=dt,然后两边求不定积分,并利用初始条件:t=0,q=0就得到q=CU【1-e-t/(RC)】这就是电容器极板上的电荷随时间t的变化关系函数
顺便指出,电工学上常把RC称为时间常数
相应地,利用u=q/C,立即得到极板电压随时间变化的函数,u=U【1-e-t/(RC)】
从得到的公式看,只有当时间t趋向无穷大时,极板上的电荷和电压才达到稳定,充电才算结束
但在实际问题中,由于1-e-t/(RC)很快趋向1,故经过很短的一段时间后,电容器极板间电荷和电压的变化已经微乎其微,即使我们用灵敏度很高的电学仪器也察觉不出来q和u在微小地变化,所以这时可以认为已达到平衡,充电结束
举个实际例子吧,定U=10伏,C=1皮法,R=100欧,利用我们推导的公式可以算出,经过t=4.610(-10)秒后,极板电压已经达到了9.9伏
真可谓是风驰电掣的一刹那
电容电压U=Q/C
恒流充电,电量Q=It
U=It/C
t=UC/I
电容电压U=Q/C
如用恒流充电,电量Q=It
U=It/C
t=UC/I=(300100010^-6)/(10010^-3)
=0.3/0.1
=3(秒)
电容储存的电能E=0.5CU^2
电压300V时,具有电能E1=0.5100010^-6300^2=45(焦耳)放电至100V,电能降低为E2=0.5100010^-6100^2=5(焦耳)
放掉的电能ΔE=E1-E2=45-5=40(焦耳)
设以恒定功率P瓦放电,放电时间t=E/P=40/P(秒)
电容电压U=Q/C
恒流充电,电量Q=It
U=It/C
t=UC/I
rc电路放电时间计算
RC电路的放电时间长短,是由电路的时间常数τ决定的。
所有电路等效后,可以用上图来等效代替。所以:
f(t)=f(∞)+[f(0+)-f(∞)]e^(-t/τ)。
上面式子中的包含两项,f(∞)为电路的稳态值,是一个定值;后面一下为随着过渡时间变化而变化的暂态值,最终趋向于零。
理论上,t=∞,过渡过程结束,电路进入稳态。但在实际工程计算中,一般取t=3τ~5τ,即可认为过渡过程结束。所以实际中,RC电路的放电时间,可以用5τ来表示。
因为,t=3τ时:e^(-3)=0.049787≈5%,即暂态量只剩余不到5%;而t=5τ时,e^(-5)=0.006738≈0.67%,暂态量剩余不到1%,可以认为过渡过程已经结束。
rc充放电时间计算公式
RC充放电时间计算公式是T=RC。
1、电容充放电时间公式:τ=RC,充电时,uc=U×[1-e^(-t/τ)]。U是电源电压;放电时,uc=Uo×e^(-t/τ),Uo是放电前电容上电压。
2、RL电路的时间常数:τ=L/R,LC电路接直流,i=Io[1-e^(-t/τ)],Io是最终稳定电流;LC电路的短路,Io是短路前L中电流。
3、在单位制里,电容的单位是法拉,简称法,符号是F,由于法拉这个单位太大,所以常用的电容单位有毫法(mF)、微法(μF)、纳法(nF)和皮法(pF)等。
4、换算关系是1法拉(F)=1000毫法(mF)=1000000微法(μF)。1微法(μF)=1000纳法(nF)=1000000皮法(pF)。
充电时间常数:
1、电容器的充电时间常数,是电容的端电压达到值的0.63倍时所需要的时间,通常认为时间达到5倍的充电时间常数后就认为充满了。充电时间常数的大小与电路的电阻有关。
2、电容滤波电路是在整流电路的基础上,在负载两端并联电解电容器,利用电容器的充放电特性达到滤波的目的。
3、单相整流电路输出电压为脉动直流电压,含有较大的谐波分量。为降低谐波分量,使输出电压更加平稳,需要加滤波电路。
4、滤除脉动直流电压中交流分量的电路称为滤波电路,利用电容器的充放电特性可实现滤波。
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